Diseño e implementación de modelos y controladores avanzados para planta piloto de microfiltración y ultrafiltración tangencial

Abstract

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[ES] El presente proyecto pretende abordar la mejora de los sistemas de control actuales empleados en las operaciones industriales de concentración mediante el uso de membranas porosas (microfiltración y ultrafiltración). Los procesos de microfiltración y ultrafiltración están muy presentes en diferentes industrias, se puede destacar el empleo de estos en la industria de productos lácteos (manufactura del queso, productos fermentados o ultrafiltración de suero lácteo) en la industria textil, en procesos de tratamiento de aguas (procesos de limpieza donde es necesario una alta calidad del agua o en limpieza de agua potable) además se emplean estos procesos para filtración de aceites vegetales, productos animales, aplicaciones biológicas y extractos de zumo de frutas entre muchas otras aplicaciones. El problema más importante que presentan estos procesos es su carácter discontinuo (ensuciamiento de las membranas), el cual dificulta mucho la predicción del sistema debido a la variación continua de las propiedades del proceso (presión, caudal, temperatura, etc.) y, por consiguiente, el control de la planta de filtración. Por esto, lo que se pretende en este proyecto es diseñar modelos y aplicar nuevas y avanzadas técnicas de control sobre este tipo de procesos, con el doble propósito de mejorar el proceso de filtración, así como la eficiencia energética de la planta. Para ello, se dispone en el laboratorio de una planta piloto de filtración, dividida en dos circuitos: el circuito principal, que se encarga del filtrado del fluido y el circuito de limpieza, que realiza la limpieza de las membranas con el propósito de devolverle sus características iniciales. El proyecto está dividido en diferentes fases las cuales se irán desarrollando para lograr el objetivo principal: Realizar el análisis del comportamiento de un conjunto de tareas de tiempo real. Modelado de la planta. Diseño de un control para la planta. Integrar el control en la interfaz gráfica de usuario. Experimentación de los controladores propuestos El propósito de realizar este proyecto es experimentar con nuevas técnicas de control en los procesos de membranas, para en un futuro conectar la planta de filtración a un bioreactor y comprobar si se consigue mejoras en el proceso de filtración y se realiza un uso eficiente de la energía.